Κυκλώματα

Όργανα σωστά τοποθετημένα

Αμπερόμετρο σε σειρά (μετρά την ένταση), βολτόμετρο παράλληλα στην αντίσταση (μετρά την τάση). Αυτός είναι ο σωστός τρόπος μέτρησης.

Όργανα σωστά τοποθετημένα — διαδραστική προσομοίωση Κυκλώματα. Αμπερόμετρο σε σειρά (μετρά την ένταση), βολτόμετρο παράλληλα στην αντίσταση (μετρά την τάση). Αυτός είναι ο σωστός τρόπος μέτρησης. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Σωστή μέτρηση V και I

Τοποθέτησε το αμπερόμετρο σε σειρά για την ένταση και το βολτόμετρο παράλληλα στον αντιστάτη για την τάση.

Αυτή είναι η τυπική εργαστηριακή διάταξη. Το αμπερόμετρο μεταφέρει την ένταση του βρόχου· το βολτόμετρο αντιλαμβάνεται τη διαφορά δυναμικού στον αντιστάτη.

• A σε σειρά
• V παράλληλα

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Για σωστή μέτρηση της έντασης και της τάσης αντιστάτη, το αμπερόμετρο πρέπει να μπει σε σειρά και το βολτόμετρο παράλληλα. Αν στήσεις τα όργανα έτσι, συμπεριφέρεται το κύκλωμα ακριβώς σαν τα όργανα να μην ήταν εκεί;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Όχι — οποιαδήποτε τοποθέτηση οργάνων αλλάζει κάπως το κύκλωμα.
• Εξαρτάται από την τιμή του αντιστάτη.
• Ναι — σωστά τοποθετημένα ιδανικά όργανα δεν αλλάζουν καθόλου την ένταση ή την τάση του κυκλώματος.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Αντιστάτης R1 (Ω)

Τι μετράς:

• Ένδειξη βολτρομέτρου V (V)
• Ένδειξη αμπερομέτρου I (A)

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή meters-correct και πάτησε Επαναφορά. Το αμπερόμετρο κάθεται σε σειρά με το R1· το βολτόμετρο κάθεται παράλληλα πάνω στο R1.
2. Ενεργοποίησε και τις ενδείξεις αμπερομέτρου και βολτρομέτρου.
3. Ρύθμισε την τιμή του R1 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένδειξη αμπερομέτρου.

Κυρίαρχη εξίσωση

Σωστή τοποθέτηση οργάνων — V = I·R

Αμπερόμετρο μετρά ένταση, ώστε πρέπει να είναι μέρος της διαδρομής έντασης — συνδεδεμένο σε σειρά. Βολτόμετρο μετρά διαφορά τάσης μεταξύ δύο σημείων, ώστε πρέπει να συνδέεται παράλληλα πάνω σε εκείνα τα σημεία, αντλώντας αμελητέα ένταση του ίδιου.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε I = E/R1 χρησιμοποιώντας E = 9 V. Σύγκρινε με τον πίνακα, και επιβεβαίωσε ότι το βολτόμετρο διαβάζει 9 V σε κάθε δοκιμή ανεξαρτήτως του R1.
• Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τα 0 Ω του αμπερομέτρου και τα ∞ Ω του βολτρομέτρου, γιατί αυτή η τοποθέτηση σου επιτρέπει να διαβάσεις την πραγματική ένταση και τάση του αντιστάτη χωρίς καθόλου διατάραξη του κυκλώματος.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Δες το πείραμα meters-swapped για τι συμβαίνει αν οι τοποθετήσεις αμπερομέτρου και βολτρομέτρου αντιστραφούν κατά λάθος. Πρόβλεψε, πριν κοιτάξεις, αν η αντιστροφή θα έκανε το κύκλωμα να διαβάζει μηδενική ένταση, μηδενική τάση ή κάτι τελείως διαφορετικό.
• Τα σύγχρονα ψηφιακά πολύμετρα προσεγγίζουν πολύ στενά τα ιδανικά αμπερόμετρα και βολτόμετρα (εξαιρετικά χαμηλή και εξαιρετικά υψηλή εσωτερική αντίσταση αντίστοιχα). Γιατί ένα παλαιότερο, λιγότερο ακριβές όργανο μπορεί να δίνει ένδειξη αισθητά διαφορετική από την πραγματική τιμή κυκλώματος;

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Καλώς όρισες στα Σωστά όργανα
2. Επίλεξε τον αντιστάτη
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Εμπιστεύσου τις ενδείξεις
5. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
6. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Νόμοι Kirchhoff για κυκλώματα